OPTICAL SPECTROSCOPIC DIAGNOSIS OF ELECTRON TEMPERATURE AND DENSITY FOR ZN-AL ALLOY PLASMA: EFFECT OF LASER ENERGY ON PLASMA PARAMETERS

Аннотация

В данном исследовании свойства плазмы, полученной из цинкового и алюминиевого сплавов, исследовались с помощью методов лазерной спектроскопии. Сплав местного производства и состоял из 20–80 процентов цинка и алюминия соответственно. Для изучения поведения плазмы и определения ее общих свойств, таких как плотность электронов и температура, использовался лазер на иттрий-алюминиевом гранате, легированном неодимом, с основной длиной волны 1064 нм и регулируемой энергией лазера от 500 до 900 мДж. Для определения температуры электронов использовался метод построения диаграмм Больцмана, а для расчета плотности электронов использовался метод разложения Штарка. На основе этих двух основных параметров были рассчитаны и определены остальные дополнительные параметры плазмы. Результаты, полученные в ходе данного исследования, показали выраженное влияние энергии лазера на параметры плазмы, поскольку температура и плотность электронов значительно возрастали с ростом энергии лазера, причем эти параметры постепенно увеличивались с ростом энергии лазера. Максимальное значение электронной температуры составило 0,918 эВ при 900 МДж, а при 500 мДж – 0,537 эВ. С другой стороны, результаты показали увеличение как числа Дебая, так и плазменной частоты при высоких энергиях лазера, в то время как длина Дебая явно уменьшалась при высокой мощности. Основная цель данного исследования – способствовать более глубокому пониманию свойств плазмы и влияния мощности лазера на эти свойства, что открывает возможности для множества приложений, включая гравировку и маркировку на металлах, а также для многих промышленных и технологических применений.